【正文】 地上的黑色引導(dǎo)線吸收了，表明小車(chē)處在黑色的引導(dǎo)線上；同理，當(dāng) I/O口檢測(cè)到的信號(hào)為低電平時(shí)，表明小車(chē)行駛在白色地面上。 循跡流程框圖如圖 。 智能小車(chē)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 開(kāi)始前進(jìn) N是否檢測(cè)到黑線 Y左轉(zhuǎn) Y判斷是否是左邊檢測(cè)到黑線 N右轉(zhuǎn) 圖 循跡流程框圖 紅外避障原理 避障傳感器基本原理，和循跡傳感器工作原理基本相同，利用物體的反射性質(zhì)。在一定范圍內(nèi)，如果沒(méi) 有障礙物，發(fā)射出去的紅外線，因?yàn)閭鞑ゾ嚯x越遠(yuǎn)而逐漸減弱，最后消失。如果有障礙物，紅外線遇到障礙物，被反射到達(dá)傳感器接收頭。傳感器檢測(cè)到這一信號(hào)，就可以確認(rèn)正前方有障礙物，并送給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行一系列的處理分析，協(xié)調(diào)小車(chē)兩輪工作，完成一個(gè)漂亮的躲避障礙物動(dòng)作傳。 躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生空穴，電子 — 空穴對(duì)的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子 — 空穴對(duì)就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過(guò)光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子 空穴對(duì)逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小 。 紅外避障流程框圖如圖 所示。 智能小車(chē)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 開(kāi)始前進(jìn) N左轉(zhuǎn)是否檢測(cè)到障礙物 NY 左紅外是否檢測(cè)到障礙物 N左右紅外對(duì)管都檢測(cè)到障礙物 YY 右轉(zhuǎn)后退 圖 紅外避障流程圖 總結(jié)及展望 智能小車(chē)的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用涉及傳感技術(shù)、電氣技術(shù)、電氣控制技術(shù)、智能控制等學(xué)科，智能控制技術(shù)是一門(mén)跨科學(xué)的綜合性技術(shù)，當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。智能作為現(xiàn)代社會(huì)的新產(chǎn)物，是以后的發(fā)展方向，它可以按照預(yù)先設(shè)定的模塊在一個(gè)特定的環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)行，可運(yùn)用于科學(xué)勘探等用途，無(wú)需人為的管理，便可以完成預(yù)期所要達(dá)到 的或更高的目標(biāo)。智能機(jī)器人正在代替人們完成這些任務(wù)，凡不宜有人直接承擔(dān)的任務(wù)，均可由智能機(jī)器人代替，可以適應(yīng)不同環(huán)境，不受溫度、濕度等條件的影響，完成危險(xiǎn)地段，人類(lèi)無(wú)法介入等特殊情況下的任務(wù)，智能小車(chē)就是其中的一個(gè)體現(xiàn)。對(duì)于智能小車(chē)研究還可以從以下方向展開(kāi)：在小車(chē)上裝攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控采集，通過(guò)無(wú)線傳給遠(yuǎn)端的主機(jī)，主機(jī)可以發(fā)送命令給小車(chē)，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作等等。還可以擴(kuò)展其他的模塊。就可以廣泛的應(yīng)用于科學(xué)研究、地質(zhì)勘探、危險(xiǎn)搜索、智能救援等。 智能小車(chē)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 參考文獻(xiàn) [1] 趙海蘭 .基于單片機(jī)的紅外 遙控智能小車(chē)的設(shè)計(jì) [J].無(wú)線互聯(lián)科技 , 2024年 3期 [2] Dickmanns E D, Seeing Passenger Car “Vamors P” Proc 1994 IEEE Symposia on Intelligent Press Piscataway,1994,10(5):6873 [3] Maurer —— An Advanced 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L的電感，通過(guò)比較兩個(gè)電感中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小即可判斷小車(chē)相對(duì)于導(dǎo)線的位置，進(jìn)而做出調(diào)整，引導(dǎo)小車(chē)大致循線行駛。用 PWM技術(shù)控制小車(chē)的直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，完成小車(chē)位置、速度、時(shí)間等的控制。利用干簧管來(lái)檢測(cè)跑道的起始和終點(diǎn)位置從而完成小車(chē)的起步及停車(chē)。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)： AVR單片機(jī) MEGAl6（該芯片能夠不需要外圍晶振和復(fù)位電路而獨(dú)立工作，非常適合智能尋跡車(chē)模的要求。）為核 心，由單片機(jī)模塊、路徑識(shí)別模塊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等組成，如下圖所示?；陔姶鸥袘?yīng)的智能尋跡車(chē)模系統(tǒng)以 直流電動(dòng)機(jī)為車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)裝置，轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)用于控制車(chē)輛行駛方向。智能尋跡車(chē)模利用電磁感應(yīng)在跑道上自主尋跡前進(jìn)，轉(zhuǎn)向。 單片機(jī)模塊 (控制模塊 )： 尋跡車(chē)模采用 AVR內(nèi)核的 ATMEGAl6。該芯片能夠不需要外圍晶振和復(fù)位電路而獨(dú)立工作，非常適合智能尋跡車(chē)模的要求。 路徑識(shí)別模塊： 本方案就是在車(chē)模前上方水平方向固定兩個(gè)相距為 L 的電感。左邊的線圈的坐標(biāo)為（ x,h,z），右邊的線圈的位置 (xL,h,z)。由于磁場(chǎng)分布是以 z軸為中心的同心圓，所以在計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度的時(shí)候我們僅僅考慮坐標(biāo) (x,y)。由于線圈的軸線是水平的，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反映了磁場(chǎng)的水平分量。計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)： 圖 1 線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與它距導(dǎo)線水平位置 x 的函數(shù) 如果只使用一個(gè)線圈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E 是位置 x 的偶函數(shù)，只能夠反映到水平位置的絕對(duì)值 x 的大小，無(wú)法分辨左右。為此，我們可以使用相距長(zhǎng)度為 L 的兩個(gè)感應(yīng)線圈，計(jì)算兩個(gè)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的差值： 對(duì)于直導(dǎo)線，當(dāng)裝有小車(chē)的中軸線對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)線圈的小車(chē)沿其直線行駛，即兩個(gè)線圈的位置關(guān)于導(dǎo)線對(duì)稱(chēng)時(shí)，則兩個(gè) 線圈中感應(yīng)出來(lái)的電動(dòng)勢(shì)大小應(yīng)相同、且方向亦相同。若小車(chē)偏離直導(dǎo)線，即兩個(gè)線圈關(guān)于導(dǎo)線不對(duì)稱(chēng)時(shí)，則通過(guò)兩個(gè)線圈的磁通量是不一樣的。這時(shí)，距離導(dǎo)線較近的線圈中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)大于距離導(dǎo)線較遠(yuǎn)的那個(gè)線圈中的。根據(jù)這兩個(gè)不對(duì)稱(chēng)的信號(hào)的差值，即可調(diào)整小車(chē)的方向，引導(dǎo)其沿直線行駛。 對(duì)于弧形導(dǎo)線，即路徑的轉(zhuǎn)彎處，由于弧線兩側(cè)的磁力線密度不同，則當(dāng)載有線圈的小車(chē)行駛至此處時(shí)，兩邊的線圈感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)是不同的。具體的就是，弧線內(nèi)側(cè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于弧線外側(cè)線圈的，據(jù)此信號(hào)可以引導(dǎo)小車(chē)拐彎。 另外，當(dāng)小車(chē)駛離導(dǎo)線偏遠(yuǎn)致使兩 個(gè)線圈處于導(dǎo)線的一側(cè)時(shí)，兩個(gè)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也是不平衡的。距離導(dǎo)線較近的線圈中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)大于距離導(dǎo)線較遠(yuǎn)的線圈。由此，可以引導(dǎo)小車(chē)重新回到導(dǎo)線上。 由于磁感線的閉合性和方向性，通過(guò)兩線圈的磁通量的變化方向具有一致性，即產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，所以由以上分析，比較兩個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小即可判斷小車(chē)相對(duì)于導(dǎo)線的位置，進(jìn)而做出調(diào)整，引導(dǎo)小車(chē)大致循線行駛。 驅(qū)動(dòng)模塊： 簡(jiǎn)易智能小車(chē)有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)。其中一個(gè)小電動(dòng)機(jī)控制前輪轉(zhuǎn)向，給電動(dòng)機(jī)加正反向電壓，實(shí)現(xiàn)前輪的左右轉(zhuǎn)向；另一電動(dòng)機(jī)控制后輪驅(qū)動(dòng)力?？刂妻D(zhuǎn)向電 動(dòng)機(jī)需要較小的驅(qū)動(dòng)力，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，選 L293作為驅(qū)動(dòng)芯片；由于后輪驅(qū)動(dòng)功率較大，所以選用 L298N，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小車(chē)行使過(guò)程中負(fù)載較大，導(dǎo)致 L298N發(fā)熱較大，故給芯片添加散熱片以保護(hù)芯片正常工作。為了優(yōu)化控制性能，采用 PWM脈寬調(diào)速，并利用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片產(chǎn)生 模擬電壓，控制 555生成占空比可調(diào)的脈沖從而控制 L293B與 L298N進(jìn)行脈寬調(diào)速。 具體設(shè)計(jì)方案： 本設(shè)計(jì)使用一普通玩具小車(chē)作為車(chē)模，采用 P W M 信號(hào)驅(qū)動(dòng)，當(dāng) PWM信號(hào)脈寬處于 (1ms,)區(qū)間時(shí)舵機(jī)控制小車(chē)向左行駛，脈寬處于 (,2ms)時(shí)小車(chē)向右行駛，脈寬約為 。本方案使用兩個(gè) 10mH的電感置于車(chē)模頭部作為確定小車(chē)位置的傳感器。然后，設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬電路，采集、調(diào)理、放大由電感得到的電動(dòng)勢(shì)信號(hào)。具體電路如圖 2所示。 該電路采用電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，電感信號(hào)從 PL 進(jìn)入。考慮到單獨(dú)電感感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)很小，本設(shè)計(jì)使用電感和電容諧振放大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于使用的是 10mH的電感，導(dǎo)線中電流頻率為 20kHz，因此使用 的電容。這樣在電容上得到的電壓將會(huì)比較大，便于三極管進(jìn)行放大。整個(gè)電路的具體放大倍數(shù)需要根據(jù)實(shí)際負(fù)載 進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)的小車(chē)控制電路如圖 3所示。 首先，把由兩個(gè)電感得到的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)調(diào)理、放大后得到的電壓輸出 u1和 u2送入由運(yùn)放組成的減法器中進(jìn)行減法運(yùn)算，然后再經(jīng)由運(yùn)放組成的電壓跟隨器送給下一級(jí)電路。經(jīng)過(guò)分析，這一級(jí)電路的輸出大致可由下式進(jìn)行計(jì)算： 后一級(jí)電路由兩個(gè) 555定時(shí)器組成，其中下方的 555 構(gòu)成一個(gè)占空比非常接近于 1的脈沖發(fā)生器，作為上方 555的觸發(fā)脈沖。因?yàn)榇擞|發(fā)脈沖的低電平信號(hào)非常窄，所以能很好的保證上方 555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路正常運(yùn)行。該脈沖信號(hào)頻率為： 上方的 555定時(shí)器構(gòu)成一個(gè)單穩(wěn)型壓控振蕩 器，它的脈寬受輸入 V1 的控制，輸出即 PWM信號(hào)。當(dāng) V1較大時(shí)，即兩個(gè)電感線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相差較大時(shí)，亦即小車(chē)偏離導(dǎo)線向左行駛時(shí)，則脈寬較大，舵機(jī)將控制小車(chē)向右行駛；當(dāng) V1適中時(shí)，接近，即小車(chē)沿導(dǎo)線行駛時(shí)，則脈寬接近 ，小車(chē)按直線行駛；當(dāng) V1較小時(shí)，即小車(chē)偏離導(dǎo)線向右行駛時(shí)，則脈寬較小，舵機(jī)將控制小車(chē)向左行駛。從而，控制小車(chē)大致循著導(dǎo)線行駛。另外，改變構(gòu)成減法器的電阻的值，可以調(diào)整小車(chē)反應(yīng)的靈敏度，進(jìn)而防止出現(xiàn)小車(chē)以導(dǎo)線為中軸線左右搖擺的現(xiàn)象。 補(bǔ)充說(shuō)明：跑道上的起始位置及終點(diǎn)位置用干簧管來(lái)檢測(cè)。 程序設(shè)計(jì)流程圖：